JPH034785A - Production of sucrose phosphorylase - Google Patents

Production of sucrose phosphorylase

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JPH034785A
JPH034785A JP13477189A JP13477189A JPH034785A JP H034785 A JPH034785 A JP H034785A JP 13477189 A JP13477189 A JP 13477189A JP 13477189 A JP13477189 A JP 13477189A JP H034785 A JPH034785 A JP H034785A
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JP
Japan
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sucrose phosphorylase
phosphorylase
medium containing
lysine
methionine
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JP13477189A
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Inventor
Kazuo Nakamura
和雄 中村
Takuo Koga
拓郎 古賀
Takao Shirokane
白兼 孝雄
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Kikkoman Corp
Original Assignee
Kikkoman Corp
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Abstract

PURPOSE:To efficiently obtain the subject substance having high enzyme activity in a simple operation by culturing a bacterium capable of producing sucrose phosphorylase in a medium containing a specific compound such as methionine. CONSTITUTION:A bacterium (e.g. Leuconostoc mesenteroides ATCC 12,291) capable of producing sucrose phosphorylase is cultivated in a medium containing >=0.1% (w/v) at least one selected from methionine, asparagine, aspartic acid, glutamine, glutamic acid, arginine, lysine, ornithine, citrulline, histidine, phenylalanine and salts thereof and the objective substance is collected from the culture mixture.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シュークロースホスホリラーゼの製造法に関
し、その目的とするところは高酵素活性のシュークロー
スホスホリラーゼを効率良く得ることにある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for producing sucrose phosphorylase, and its purpose is to efficiently obtain sucrose phosphorylase with high enzymatic activity.

シュークロースホスホリラーゼは、無機リン酸の存在下
でシェークロースに作用してグルコース−1−リン酸と
フラクトースを生成させる酵素でアリ、ホスホグルコム
ターゼ及びグルコース−6−リン酸デヒドロゲナーゼ等
と組み合わせて、無機リン酸を定量する方法(例えば特
開昭63−146800号、特開昭63−49100号
公報参照)及びシュークロースの定量分析〔アナライテ
ィカル・バイオケミストリー142.556〜561 
(1984)3等に適応することができ、診断用酵素剤
等として今後その開発が期待される。
Sucrose phosphorylase is an enzyme that acts on sucrose in the presence of inorganic phosphate to produce glucose-1-phosphate and fructose. Methods for quantifying phosphoric acid (see, for example, JP-A-63-146800 and JP-A-63-49100) and quantitative analysis of sucrose [Analytical Biochemistry 142.556-561
(1984) 3, etc., and its development as a diagnostic enzyme agent is expected in the future.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、pイコノストック属、ンユードモナス属、アセト
バクター属等に属し、ンユークロースホスホリラーゼ生
産能を有する微生物を栄養培地tlH1、該培養物より
シュークロースホスホリラーゼを採取する方法が知られ
ている。
Conventionally, a method has been known in which a microorganism belonging to the genus P-Iconostoc, Neudomonas, Acetobacter, etc. and having the ability to produce euclose phosphorylase is placed in a nutrient medium tlH1, and sucrose phosphorylase is collected from the culture.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、従来の製造法に於いては目的とするシュ
ークロースホスホリラーゼの活性及び収率が低し・欠点
を有し、その改善が強く望まれて(・る。
However, conventional production methods have drawbacks such as low activity and yield of the target sucrose phosphorylase, and improvement thereof is strongly desired.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明者等は、従来のシュークロースホスホリラーゼの
製造法の上記欠点を解消すべく鋭意検討を重ねた結果、
非常に数多くのアミノ酸類のうち)−f−−にニン、ア
スパラギン、アスパラギン酸、グルタミン、グルタミン
酸、アルギニン、リジン、オルニチン、シトルリン、ヒ
スチジン、フェニルアラニン及びそれらの塩を0.1%
(W/V)以上含有する培地に、シュークロースホスホ
リラーゼ生産能を有する微生物を培養したところ、高酵
素活性のシュークロースホスホリラーゼを得ることがで
きること、また該培地に更に炭酸塩、酢酸塩、塩酸塩及
び硝酸塩より選ばれる少なくとも1種を0.05%(W
/V)以上含有させると、著しく高酵素活性のシューク
ロースホスホリラーゼを得ることができることを知り、
これらの知見に基づし・て本発明を完成した。
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned drawbacks of conventional sucrose phosphorylase production methods, and have found that
Among the very large number of amino acids) -f--, 0.1% of nin, asparagine, aspartic acid, glutamine, glutamic acid, arginine, lysine, ornithine, citrulline, histidine, phenylalanine and their salts.
(W/V) When a microorganism capable of producing sucrose phosphorylase is cultured in a medium containing the above, sucrose phosphorylase with high enzymatic activity can be obtained. and 0.05% (W
/V) or more, it is possible to obtain sucrose phosphorylase with extremely high enzymatic activity.
The present invention was completed based on these findings.

即ち本発明はシュークロースホスホリラーゼ生産能を有
する微生物を、メチオニン、アスパラギン、アスパラギ
ン酸、グルタミン、グルタミン酸、アルギニン、リジン
、オルニチン、シトルリン、ヒスチジン、フェニルアラ
ニン及びそれらの塩より選ばれる少なくとも1種を0.
1%(W/V)以上含有する培地に培養し、該培養物よ
りンーークジースホスホリラーゼを採取することを特徴
とするシュークロースホスホリラーゼの製造法であり、
また本発明はシュークロースホスホリラーゼ生産能を有
する微生物を、メチオニン、アスパラギン、アスパラギ
ン酸、グルタミン、グルタミン酸、アルギニン、リジン
、オルニチン、シトルリン、ヒスチジン、フェニルアラ
ニン及ヒソレラノ塩より選ばれる少なくとも1種を0.
1%(W/V)以上含有し、また炭酸塩、酢酸塩、塩酸
塩及び硝酸塩より選ばれる少なくとも1種を0.05%
(W/V)以上含有する培地に培養し、該培養物よりシ
ュークロースホスホリラーゼを採取することを特徴とス
ルンユークロースホスホリラーゼの製造法である。
That is, the present invention uses a microorganism capable of producing sucrose phosphorylase, and at least one selected from methionine, asparagine, aspartic acid, glutamine, glutamic acid, arginine, lysine, ornithine, citrulline, histidine, phenylalanine, and salts thereof at 0.00%.
A method for producing sucrose phosphorylase, which comprises culturing in a medium containing 1% (W/V) or more, and collecting NUC phosphorylase from the culture,
Further, the present invention uses a microorganism capable of producing sucrose phosphorylase in which at least one species selected from methionine, asparagine, aspartic acid, glutamine, glutamic acid, arginine, lysine, ornithine, citrulline, histidine, phenylalanine, and hisorelano salt is added at 0.00%.
Contains 1% (W/V) or more, and 0.05% of at least one selected from carbonates, acetates, hydrochlorides, and nitrates.
(W/V) or more, and sucrose phosphorylase is collected from the culture.

以下、本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

本発明に使用されるシュークロースホスホリラーゼ生産
能を有する微生物としては、上記性質を有する微生物で
あれば如何なるものでも良く、例えばロイコノストック
属、シュードモナス属、アセトバクター属に属する微生
物が挙げられる。
The microorganism having the ability to produce sucrose phosphorylase used in the present invention may be any microorganism as long as it has the above-mentioned properties, and includes, for example, microorganisms belonging to the genus Leuconostoc, Pseudomonas, and Acetobacter.

上記微生物の具体例としては、例えばロイコノストック
・メツセンチロイデス(ATCC12291)、シュー
ドモナス・サツ力ロフイラ(ATCC15946)、ア
セトバクター・キシリナム(J、 Nate、 Sci
Specific examples of the above-mentioned microorganisms include Leuconostoc metsucentiloides (ATCC 12291), Pseudomonas saturophila (ATCC 15946), Acetobacter xylinum (J, Nate, Sci.
.

Cov−c、 Sri Lanka 10(2)、 8
0〜169(1982)E等が挙げられる。
Cov-c, Sri Lanka 10(2), 8
0-169 (1982) E and the like.

次に上記シュークロースホスホリラーゼ生産能を有する
微生物の培養手段を述べる。
Next, a method for culturing the above-mentioned microorganism capable of producing sucrose phosphorylase will be described.

先ず本発明に用いられる培養培地としては、通常の液体
栄養培地に、以下に述べる特定のアミノ酸を添加含有せ
しめた培地が用いられる。
First, the culture medium used in the present invention is a normal liquid nutrient medium supplemented with specific amino acids described below.

上記液体栄養培地としては、ンユークロース、糖蜜等の
炭素源、ポリペプトン、酵母エキス、肉エキス、硫酸ア
ンモニウム、コーンステーブリカー等の窒素源、リン酸
1カリウム、リン酸2カリウム、硫酸マグネシウム、硫
酸鉄等の無機塩、チアミン、アスコルビン酸等のビタミ
ンを含有し、p H6,O〜8.0に調節したものが好
ましい。
The above-mentioned liquid nutrient medium includes carbon sources such as nuclose and molasses, nitrogen sources such as polypeptone, yeast extract, meat extract, ammonium sulfate, and corn stave liquor, monopotassium phosphate, dipotassium phosphate, magnesium sulfate, iron sulfate, etc. Preferably, it contains inorganic salts, thiamine, vitamins such as ascorbic acid, and has a pH adjusted to 6.0 to 8.0.

また、本発明の液体栄養培地に添加されるアミノ酸とし
ては、メチオニン、アスパラギン、アスパラギン酸、グ
ルタミン、グルタミン酸、アルギニン、リジン、オルニ
チン、シトルリン、ヒスチジン、フェニルアラニン及び
それらの塩より選ばれる少なくとも1種が挙げられる。
Furthermore, the amino acid added to the liquid nutrient medium of the present invention includes at least one selected from methionine, asparagine, aspartic acid, glutamine, glutamic acid, arginine, lysine, ornithine, citrulline, histidine, phenylalanine, and salts thereof. It will be done.

また、その添加量は培地に対して0.1%(W/V)以
上、特に0.3〜2.0%(W/V)となるように添加
することが好ましく、又添加時期は培養途中でも良いが
、培地の調整時に添加するのが望ましし・。
In addition, it is preferable to add it in an amount of 0.1% (W/V) or more, especially 0.3 to 2.0% (W/V) to the culture medium, and the timing of addition is It can be added midway through, but it is preferable to add it when adjusting the culture medium.

このように、上記のアミノ酸を所定量添加含有せしめた
培地を用いると、高酵素活性のシュークロースホスホリ
ラーゼを効率良く得ることが可能となる。
In this way, by using a medium containing a predetermined amount of the above-mentioned amino acids, it becomes possible to efficiently obtain sucrose phosphorylase with high enzymatic activity.

そして、上記培地に対し、炭酸塩、酢酸塩、塩酸塩及び
硝酸塩より選ばれる少なくとも1種を0.05%(W/
V)以上、特ニ0.1〜5%(W/V)添加し、培養中
培地のpHを5.5〜8. Oの範囲に維持するト、更
に高酵素活性のンユークロースホスホリラ〜ゼを効率良
く得ることができるので好ましυ1゜ 上記した炭酸塩としては、炭酸カルシウム、炭酸カリウ
ム、炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム等、酢酸塩とし
ては、酢酸すl−’Jウム、酢酸アンモニウム、酢酸カ
リウム、酢酸カルシウム等、塩酸塩としては塩化ナトリ
ウム、塩化アンモニウム、塩化カルシウム、塩化カリウ
ム等、硝酸塩としては、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム
、硝酸アンモニウム、硝酸カルシウム等が好適に用いら
れる。
Then, 0.05% (W/
V) Above, add 0.1 to 5% (W/V) and adjust the pH of the medium during culture to 5.5 to 8. It is preferable to maintain the carbonate in the range of 0 and to efficiently obtain nuculose phosphorylase with high enzymatic activity. Acetates include sulfur acetate, ammonium acetate, potassium acetate, calcium acetate, etc. Hydrochlorides include sodium chloride, ammonium chloride, calcium chloride, potassium chloride, etc. Nitrates include sodium nitrate, potassium nitrate, etc. , ammonium nitrate, calcium nitrate, etc. are preferably used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、定量用酵素剤及び診断用酵素剤として
有用な、高酵素活性のシュークロースホスホリラーゼを
、簡易な操作で、効率良く得ることが出来、産業上極め
て有意義である。
According to the present invention, sucrose phosphorylase with high enzymatic activity, which is useful as an enzyme agent for quantitative determination and an enzyme agent for diagnosis, can be obtained efficiently with a simple operation, and is extremely meaningful industrially.

以下、実施例を示して本発明を具体的に説明する。Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples.

[実 施 例] 実   施   例   1 0液体栄養培地組成]  %は(W/V)による。[Example] Implementation example 1 0 Liquid Nutrient Medium Composition] % is based on (W/V).

シェークロース 酵母エキス ポリペプトン 2.0% 1.0% 1.0% リン酸2カリウム チアミン塩酸塩 アスコルビン酸 硫酸マグネシウム 硫酸第1鉄 WL酎ラマンガ ン pH 1,5% 0.001% 0.005% 0.04% 0.001% 0.02% 7.0 (全量Loom/) 上記液体栄養培地に、第1表記載の如きアミノ酸を所定
量添加含有した培地100 ratを、200m1容量
の三角フラスコに入れて、120°C115分間滅菌し
たものに、肉汁寒天斜面培地にて純粋培養シたロイコノ
ストック・メツセンテロイテス(ATCC12291)
の菌体な3白金耳接種し、これを恒温器で30℃で14
時間静置培養した。
Shake Rose Yeast Extract Polypeptone 2.0% 1.0% 1.0% Dipotassium Thiamine Phosphate Hydrochloride Ascorbate Magnesium Sulfate Ferrous Sulfate WL Distillery Lamangan pH 1.5% 0.001% 0.005% 0. 04% 0.001% 0.02% 7.0 (Total amount Loom/) Add 100 rats of a medium containing the above liquid nutrient medium and a predetermined amount of amino acids as listed in Table 1 into a 200 ml Erlenmeyer flask. , Leuconostoc metsucenteroites (ATCC12291), which was sterilized at 120°C for 115 minutes and pure cultured on a broth agar slant medium.
Inoculate 3 platinum loops of bacterial cells and incubate at 30°C for 14 days in a thermostat.
The cells were incubated for hours.

このようにして得た培養液4 mlを遠心分離して菌体
を集菌し、得られた菌体を0.05 M KH2PO4
−NaOH緩衝液(pH6,5)4mgに懸濁し、遠心
分離して洗浄菌体を調製した。
4 ml of the culture solution thus obtained was centrifuged to collect the bacterial cells, and the resulting bacterial cells were diluted with 0.05 M KH2PO4.
-The cells were suspended in 4 mg of NaOH buffer (pH 6,5) and centrifuged to prepare washed bacterial cells.

次にこの洗浄菌体をリゾチーム(生化学工業社製)0.
5%(W/V)、Triton X−1000,1%(
V/V)10mMエチレンジアミン4酢酸2ナトリウム
を含有する0、05M KH2PO4NaOH緩衝液 
(pH6,5)4mgに懸濁した。そして37°Cで3
0分間加温して溶菌し、更にエチレンイミン・ポリマー
(東京化成工業社製)を終濃度が0.005%(V/V
)になるように添加して除核酸を行なったのち、遠心分
離して上清(粗酵素液)を採取した。
Next, the washed bacterial cells were washed with 0.0% lysozyme (manufactured by Seikagaku Kogyo Co., Ltd.).
5% (W/V), Triton X-1000, 1% (
V/V) 0.05M KH2PO4NaOH buffer containing 10mM disodium ethylenediaminetetraacetate
(pH 6,5) and suspended in 4 mg. and 3 at 37°C
After heating for 0 minutes to lyse the bacteria, add ethyleneimine polymer (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) to a final concentration of 0.005% (V/V
) to remove nucleic acids, and then centrifuged to collect the supernatant (crude enzyme solution).

上清の酵素活性を測定した結果、培養液1 ml当タリ
のン二−クロースホスホリラーゼ活性は第1表記載の如
くであった。
As a result of measuring the enzyme activity of the supernatant, the ni-close phosphorylase activity per 1 ml of the culture solution was as shown in Table 1.

なお、酵素活性の測定は下記の通りである。Note that the enzyme activity was measured as follows.

基質シュークロースを0.05 M KH2PO4Na
OH緩衝液(p H6,8)中に溶かして基質濃度を1
60mMに調製する。この基質液3.0コに、前記緩衝
液に溶解した濃度0. OI M EDTA−2ナトリ
ウム溶液0.03mA、1%(W/V) NADP (
オリエンp tI、酵母社製)溶液0.1 ml、 0
.01%(W/V)グルコース−1,6−2リン酸(ヘ
ーリンガーマン・・イム社製)溶液0.1+y/、1M
塩化マグネシウムi 液0.05 me 、ホスホグル
コムターゼ(ベーリンガーマンハイム社製) 0.01
 ml 、グルツース−6−リン酸デヒドロゲナーゼ(
オリエンタル酵母社製)0.01mgを加え、25゛C
で約5分間予備加温する。酵素液0.02 meを加え
、波長340 nmでの1分間当たりの吸光度変化を測
定する。
The substrate sucrose was 0.05 M KH2PO4Na.
Dissolve in OH buffer (pH 6,8) to bring the substrate concentration to 1.
Adjust to 60mM. 3.0 of this substrate solution was dissolved in the buffer solution at a concentration of 0.0. OIM EDTA-disodium solution 0.03 mA, 1% (W/V) NADP (
Orien p tI, manufactured by Yeast Co., Ltd.) solution 0.1 ml, 0
.. 01% (W/V) glucose-1,6-2 phosphoric acid (manufactured by Herringermann Im Co.) solution 0.1+y/, 1M
Magnesium chloride i solution 0.05 me, phosphoglucomutase (Boehringer Mannheim) 0.01
ml, gluten-6-phosphate dehydrogenase (
Add 0.01mg (manufactured by Oriental Yeast Co., Ltd.) and heat at 25°C.
Prewarm for about 5 minutes. Add 0.02 me of enzyme solution and measure the change in absorbance per minute at a wavelength of 340 nm.

なおブランク値は、本酵素液0.02 tnlの代わり
に0.01 M HEPES −NaOH緩衝液(pH
7)を0、02 ml添加したものである。
The blank value is 0.01 M HEPES-NaOH buffer (pH
7) was added in an amount of 0.02 ml.

334−0nでの酵素反応液及びブランク値の1分間当
たりの吸光度の変化の差より、生成したグルコース−1
−リンMを定tl、た。
Based on the difference in the absorbance change per minute between the enzyme reaction solution and the blank value at 334-0n, the produced glucose-1
- Phosphorus M was kept at constant tl.

そして力価の表示は25°C,1分間当たり1マイクル
モルのグルコース1リン酸を生成する酵素量を1単位と
した。
The titer was expressed as 1 unit, which was the amount of enzyme that produced 1 micromole of glucose monophosphate per minute at 25°C.

第1表の結果から、数多くのアミノ酸のうち、メチオニ
ン、アスパラギン、アスパラギン酸、グルタミン、グル
タミン酸、アルギニン、リジン、オルニチン、シトルリ
ン、ヒスチジン、フェニルアラニン及びそれらの塩を単
独又は併用で0.1%(W/v)以上含有スる培地に、
シュークロースホスホリラーゼ生産能を有する微生物を
培養すると、高酵素活性のシュークロースホスホリラー
ゼが得られることが判る。
From the results in Table 1, it was found that among the many amino acids, methionine, asparagine, aspartic acid, glutamine, glutamic acid, arginine, lysine, ornithine, citrulline, histidine, phenylalanine and their salts were used alone or in combination at 0.1% (W /v) or more in a medium containing
It has been found that sucrose phosphorylase with high enzymatic activity can be obtained by culturing microorganisms capable of producing sucrose phosphorylase.

実   施   例   2 実施例1のシュークロースホスホリラーゼの製造法にお
いて、培地として実施例1の液体栄養培地にリシン塩酸
塩0.5%(W/V)及び炭酸カルシウム0.5%(W
/V)を添加含有した培地(p H7,O)を用いる以
外は全く同様に操作して、3.35 uymeのンユー
クロースホスホリラーゼ粗酵素液を得た。
Example 2 In the method for producing sucrose phosphorylase of Example 1, lysine hydrochloride 0.5% (W/V) and calcium carbonate 0.5% (W/V) were added to the liquid nutrient medium of Example 1 as a medium.
A crude enzyme solution of nuculose phosphorylase of 3.35 uyme was obtained by performing the same procedure except using a medium (pH 7, O) containing 3.35 uyme of nuculose phosphorylase.

第1表及び本実施例の結果から、L−リジン塩酸塩を0
.5%(W/V)添加使用した場合は、1.48U/m
lのシュークロースホスホリラーゼが得られるが、L−
リジン塩酸塩0.5%(W/V)と炭酸塩0.5%(W
/V)を併用添加すると、著しく高酵素活性即ち3.3
5 U/atのそれが得られることが判る。
From Table 1 and the results of this example, it is clear that L-lysine hydrochloride was
.. When using 5% (W/V) addition, 1.48U/m
l of sucrose phosphorylase is obtained, but L-
Lysine hydrochloride 0.5% (W/V) and carbonate 0.5% (W/V)
/V), significantly high enzymatic activity, i.e. 3.3
It can be seen that 5 U/at is obtained.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)シュークロースホスホリラーゼ生産能を有する微
生物を、メチオニン、アスパラギン、アスパラギン酸、
グルタミン、グルタミン酸、アルギニン、リジン、オル
ニチン、シトルリン、ヒスチジン、フェニルアラニン及
びそれらの塩より選ばれる少なくとも1種を0.1%(
W/V)以上含有する培地に培養し、該培養物よりシュ
ークロースホスホリラーゼを採取することを特徴とする
シュークロースホスホリラーゼの製造法。
(1) Microorganisms capable of producing sucrose phosphorylase are used to produce methionine, asparagine, aspartic acid,
0.1% of at least one selected from glutamine, glutamic acid, arginine, lysine, ornithine, citrulline, histidine, phenylalanine and salts thereof (
A method for producing sucrose phosphorylase, which comprises culturing in a medium containing W/V) or more, and collecting sucrose phosphorylase from the culture.
(2)シュークロースホスホリラーゼ生産能を有する微
生物を、メチオニン、アスパラギン、アスパラギン酸、
グルタミン、グルタミン酸、アルギニン、リジン、オル
ニチン、シトルリン、ヒスチジン、フェニルアラニン及
びそれらの塩より選ばれる少なくとも1種を0.1(W
/V)%以上含有し、また炭酸塩、酢酸塩、塩酸塩及び
硝酸塩より選ばれる少なくとも1種を0.05%(W/
V)以上含有する培地に培養し、該培養物よりシューク
ロースホスホリラーゼを採取することを特徴とするシュ
ークロースホスホリラーゼの製造法。
(2) Microorganisms capable of producing sucrose phosphorylase are used to produce methionine, asparagine, aspartic acid,
At least one selected from glutamine, glutamic acid, arginine, lysine, ornithine, citrulline, histidine, phenylalanine and salts thereof at 0.1 (W
/V)% or more, and at least one selected from carbonates, acetates, hydrochlorides, and nitrates at 0.05% (W/V)% or more.
V) A method for producing sucrose phosphorylase, which comprises culturing in a medium containing the above, and collecting sucrose phosphorylase from the culture.
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